智能电表实时时钟技术综述
智能电表介绍

核心部分: 计量IC
DDS208-A型单相电子式电能表-液晶型 型单相电子式电能表- 型单相电子式电能表
产品概述: 产品概述: DDS208-A型单相电子式电能表能精确地计量单相 有功总电能,反向电能计入总电能。电能表采用 LCD显示当前电能。可用于计量频率为50Hz单相 交流有功电能。电能表采用专用大规模集成电路 作为核心器件,具有外围元件少、结构简单、可 靠性高并具有真正防窃电、高倍过载、高精度、 高稳定性、低功耗、长寿命等优点。
结构功能框图
表内芯片介绍
MCU:瑞萨公司的超低功耗高性能16位单片R5R0C028FA 计量芯片:CS5464 液晶:国网新液晶 液晶驱动:ROHM公司的低功耗芯片BU9792FUV RS485:TI公司的SN65HVD3082 继电器:浙江中孚电子有限公司的ZF618-C60A 存储器:EEPROM存储器AT24C64 时钟芯片:EPSON公司的RX8025T 锂电池:OmniCel公司的ER14250 读卡模块: ESAM模块:
智能电表分类
从目前来说智能电表有二种形式,一种是 用IC卡的另一种是能远程控制的。
DDS208-A型单相简单电子式电能表-计度器型 型单相简单电子式电能表- 型单相简单电子式电能表
功能概述: 功能概述: DDS208-A型单相电子式电能表能精确地计量 单相有功总电能,反向电能计入总电能。电能 表采用防磁止逆计度器显示当前电能。可用于 计量频率为50Hz单相交流有功电能。电能表采 用专用大规模集成电路作为核心器件,具有外 围元件少、结构简单、可靠性高并具有真正防 窃电、高倍过载、高精度、高稳定性、低功耗、 长寿命等优点。 该产品性能指标符合国标GB/T17215-2002《1 级和2级静止式交流有功电能表》要求 产品特点: 产品特点: 1、计量单相有功总电能; 2、反向电能计入总电能; 3、计度器显示总有功电能示数; 4、计度器具备防强磁,止逆功能,有效防止窃电行为。 5、可选配RS485通讯接口。 6、可选通断电功能
电网智能电能表功能论文

电网智能电能表功能论文摘要:由于智能电能表具有收集电能数据信息,存储、传输数据等多项功能,智能电能表在电网中的应用已经成为了社会发展的必然趋势。
通过对智能电能表工作原理和主要结构、功能的分析不难发现,智能电能表拥有很广阔的发展前景。
智能电能表在电网系统中的应用为电网公司实现节能提供了技术支持,并且其数据存储和实时传输功能也为电网系统安全、平稳运行提供了参考。
随着我国智能电网建设工作的逐步开展,智能电能表也必将得到广泛的应用。
作为智能电网系统中的重要设备之一,智能电能表已经不再是一个单纯的计费仪器,它肩负着收集电力数据信息、计量和传送数据的任务。
纵观智能电能表的发展,未来的某一天,它必将成为一个系统化、智能化、多元化和模块化的电网终端设备。
智能电能表是在电子式电能表的基础上,不断对其功能进行完善和升级而来的。
它避免了从前基于机械原理的电能表需要进行人力抄表的弊端,减少了电网工作人员的工作量,大大提高了电能计量工作的准确度和工作效率。
同时,智能电能表完成了对传统的、功能比较单一的电子式电能表全面的技术性突破,实现了以网络通信技术和微处理器应用为核心的智能化数据收集和传输模式。
1 智能电能表的工作原理智能电能表运用的是有温度补偿功能的电路时钟芯片。
基于对数据安全性的考虑,选用冗余设计,并且备份多重数据以保障其可靠性。
在智能电能表运转时,电能表内部的传感器件将电流转化为采样信号,经过滤波处理后,信号被传输进计量芯片内。
在计量芯片内,能量信号被转换成脉冲信号输送至CPU中统一进行脉冲的收集工作,完成电量的统计和对各项数据的计算、分析,并将计算结果存储在数据库里。
与此同时,CPU还要进行安全认证、485抄表、红外、LCD显示和跳合闸等多项功能的处理。
2 智能电能表的主要功能2.1 电能双向计量功能电能计量功能是智能电能表最基本的功能,智能电能表的电能计量功能主要包括两个方面:①电量计量。
智能电能表不仅有传统的电能表所具有的正反向有功电能和分时计量功能,而且又新增了有功电能量和无功电能量的组合方式。
智能电表原理

智能电表原理概述智能电表是一种能够监测和记录电能消耗的设备,它可以提供实时电能使用信息,并具有远程监控和管理的能力。
智能电表的原理基于先进的电子技术和通信技术,旨在提高电网能源利用效率,并为电力供应商和用户提供更准确的电能计量和账单管理。
工作原理智能电表的工作原理是通过采集电流和电压信号,利用数字电子技术进行计算和处理,最终得出电能消耗的数据。
以下是智能电表的主要工作原理:1. 电流测量智能电表利用电流传感器或电流互感器来测量电流。
电流传感器将电流信号转换为电压信号,然后通过放大电路放大后再进行后续的数字化处理。
2. 电压测量智能电表通过电压变压器或直接连接到电网的电压测量回路来测量电压。
电压信号经过放大电路放大后,也会进行后续的数字化处理。
3. 功率计算智能电表根据电流和电压信号计算出瞬时功率,并通过积分计算得出累计功率。
功率计算通常采用微处理器或专用集成电路进行。
4. 数据存储与传输智能电表通常内置存储器,可以存储历史电能消耗数据和其他相关信息。
这些数据可以在需要时通过通信接口传输到数据管理系统或电力供应商的服务器。
5. 远程监控与管理智能电表具有远程监控和管理的功能,可以通过有线或无线通信方式与数据管理系统进行通信。
电力供应商可以远程读取和管理智能电表的数据,包括实时功率、电能消耗、负载曲线等信息,从而实现对电网的有效监测和管理。
优势和应用智能电表相比传统电表具有以下优势:•准确性:智能电表采用数字化测量和处理技术,可以提供更准确的电能计量和消耗信息。
•节能和环保:智能电表可以帮助用户识别和优化用电行为,从而实现节能减排的目标。
•远程管理:智能电表具有远程监控和管理的能力,可以方便电力供应商对电网进行实时监测和管理。
•电力调度:智能电表可以提供负荷曲线和用电习惯等信息,为电力调度和能源规划提供支持。
智能电表在能源管理、电力供应和收费等领域有广泛的应用。
它可以帮助电力供应商和用户更好地管理和利用电能资源,提高电力供应的可靠性和效率。
电子闹钟综述 一、电子闹钟发展史 从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟 ...

电子闹钟综述一、电子闹钟发展史从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟,从电子表到目前的数字时钟,为了准确的测量和记录时间,人们一直在努力改进着计时工具。
钟表的数字化,大力推动了计时的精确性和可靠性。
在单片机构成的装置中,电子闹钟是必不可少的部件。
电子闹钟的研制始於70年代末。
1979年,上海第四钟厂与上海钟表研究所共同研制ZSZ 型指标式石英电子闹钟获得成功,日误差为10秒。
且还利用其机芯进一步开发出插屏、立式、台式闹钟等40多种花色。
1982年,中国钟厂完成装饰摆石英钟设计,并进一步研制成音乐报时、报刻石英钟。
後又研制开发石英旅行闹钟。
1983年上海钟厂开发的GD、GC、GB型钻石牌石英钟系列,具有闹、吊、扭摆、音乐报刻、报时多种功能。
1984年2月,上海电钟厂研制成功体现民族特色的唐代仕女座式GD-34同步整体石英摆钟,走时精度为日误差15秒。
该厂研制生产的活舵轮指标式石英电子钟,把实用与艺术融於一体,用红木作舵轮,船锚为船用部件,钟面装饰为古代海船采用景泰蓝,运用其装饰件航轮拨闹、铁锚止闹,设计新颖别致,获国家专利。
1990年又研制成功的多面石英钟,利用圆锥台3个环形钟面与3组时分针能多面指示时间,并有实用与观赏的功能,属国内首创,其造型获国家专利。
80年代先後研制成功投产的还有上海电钟厂生产的12英寸大圆石英挂钟,属国内首创的太阳能石英钟和指标式世界钟,以及上海电钟厂、上海电子钟二厂研制开发填补国内空白的959型大转盘双历石英钟,中国钟厂研制生产的各类石英挂钟,上海钟厂研制的能自动翻年、月、日、星期、时间回圈功能的QG9型万年历式指标、数位混合型5类壁钟。
1968~1990年的23年间,上海钟表行业累计生产各类电子钟1368.13万只。
现代的快节奏生活给人们的精神上带来了很大压力。
如何排解或缓解这些压力已经成为很多人关心的问题。
电子钟已成为人们日常生活中的必需品,广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所,给人们的生活、学习、工作带来极大的方便单片机电子闹钟是具发前闹钟创新性的系统,它代表了时代的发展趋势。
智能电表的设计与实现

智能电表的设计与实现随着科技的不断进步,智能电表在现代生活中扮演着越来越重要的角色。
它不仅为用户提供了方便的用电管理方式,同时也为电力公司提供了更精确的计费手段。
本文将探讨智能电表的设计和实现,旨在揭示其背后的技术原理和应用前景。
1. 智能电表的工作原理智能电表是一种通过现代计算机技术与电力系统结合的新型电能计量装置。
它通过电流传感器和电压传感器采集用户用电信息,并将这些数据传输到数据中心进行处理。
智能电表内部集成了微处理器和通信模块,使得它能够实现精确计量和远程通信功能。
在使用智能电表的过程中,首先需要将电表与电力系统连接,并确保其正常供电。
智能电表采用数字化技术对电能进行采样和计量,通过对电流和电压信号的采样,可以实时测量出用户的用电量,并将这些数据存储在内部的储存器中。
同时,智能电表还可以通过通信模块将数据发送到数据中心,实现远程抄表和计费功能。
2.智能电表的设计要点在设计智能电表时,需要考虑以下几个要点:2.1 高精度的电流和电压采样为了保证计量的准确性,智能电表需要具备高精度的电流和电压采样能力。
采用高性能的传感器和模数转换器可以提高采样的精度。
此外,还需要考虑电源的稳定性和噪声对采样结果的影响。
2.2 数据安全和隐私保护智能电表存储了用户的用电信息,因此数据的安全和隐私保护是非常重要的。
采用加密算法和安全通信协议可以保护用户数据的机密性和完整性。
此外,还可以通过访问控制和身份验证等手段防止非法操作和数据泄露。
2.3 通信技术的选择智能电表的通信模块可以选择有线或无线通信技术,如RS485、GPRS、NB-IoT等。
选择合适的通信技术可以提高通信的稳定性和可靠性。
同时还需要考虑通信模块的功耗和成本等因素。
2.4 远程控制和管理功能智能电表不仅可以实现远程抄表和计费,还可以具备远程控制和管理功能。
例如,用户可以通过手机App或网页端实时监测自己的用电情况,并对电器进行远程控制。
电力公司可以通过远程管理平台对电网进行实时监测和维护,提高供电质量和运行效率。
电力系统中的智能电表技术

电力系统中的智能电表技术智能电表是一种应用于电力系统中的新型技术产品,其具备了传统电表所不具备的智能化功能,能够实现对用户电能的精确测量、远程监控、数据传输与处理等多项功能。
智能电表技术的引入对提高电力系统运行效率、实现电力管理智能化具有重要意义。
本文将介绍智能电表技术的原理、应用以及其在电力系统中的影响。
一、智能电表技术原理及功能智能电表技术是基于传统电表进行升级改造的一项技术创新,采用了微处理器、通信模块以及传感器等先进器件,实现了电能的精确测量和数据的采集、传输与处理。
智能电表技术具备以下功能:1. 电能测量:智能电表能够准确测量用户的电能消耗情况,实现精确计量,并输出相应的数据。
2. 数据传输:智能电表通过通信模块将测量数据传输给电力公司或相关管理部门,实现了实时监控与数据的远程传输。
3. 远程监控:电力公司可以通过智能电表实时监控用户的用电情况,及时了解到电网的负荷和供需情况。
4. 节能管理:智能电表可以对用户的用电情况进行实时监控和分析,提供节能建议和优化方案。
二、智能电表技术在电力系统中的应用智能电表技术在电力系统中的应用主要体现在以下几个方面:1. 电能计量:智能电表通过准确测量用户的电能使用情况,实现了对电能的计量和管理,确保电费的准确计算。
2. 电网监控:智能电表通过与电力公司的通信系统连接,实现了对电网负荷、电压等参数的实时监控,可以及时发现和解决潜在的电力问题。
3. 电网调度:电力公司可以通过智能电表获取用户的用电情况,合理调度电网运行,优化电力供需平衡。
4. 负荷管理:智能电表可以对用户的用电负荷进行实时监测,电力公司可以根据用户的用电情况进行负荷调整,提高电网的供电可靠性。
5. 收费管理:智能电表可以实现远程抄表和自动计费,消除了传统人工抄表的工作量和误差,提高了收费效率和准确性。
三、智能电表技术对电力系统的影响智能电表技术的引入对电力系统产生了深远的影响:1. 提高供电可靠性:智能电表技术可以实现对电网的实时监控和负荷管理,减少了电力故障和停电的可能性,提高了供电可靠性。
智能电表总结

智能电表总结简介智能电表是一种通过数字技术进行电能计量、监控和管理的新一代电力测量设备。
相比传统的机械式电表,智能电表具有更高的精确度、更强的功能扩展性以及更方便的远程管理能力。
本文将对智能电表的原理、特点以及应用进行总结。
原理智能电表采用了先进的数字技术和通讯技术,通过精确的电能测量模块以及数据存储和通讯模块,实现了对电能的准确计量和数据的传输。
智能电表将电能数据进行数字化处理,通过通讯网络连接到电力管理中心或用户的终端设备,实现电能数据的监控和管理。
特点1. 精确计量智能电表采用了先进的电能测量模块,可以实时准确地测量电能的消耗。
相比传统机械式电表,智能电表的测量精度更高,可以提供更准确的用电数据。
2. 功能扩展智能电表具有强大的功能扩展能力。
除了基本的电能计量功能外,智能电表还可以集成其他功能模块,比如功率因数测量、需量控制、远程开关等功能。
用户可以根据需要选择相应的功能模块,实现个性化的功能配置。
3. 远程管理智能电表通过通讯模块实现了与电力管理中心或用户终端设备的远程连接。
这样,电力管理中心或用户可以通过远程方式实时监控电能使用情况、进行电能管理,提高了电力管理的效率和便捷性。
4. 数据分析智能电表可以收集大量的电能数据,并进行存储和分析。
这些数据可以为电力管理中心提供参考,帮助其进行电力负荷预测、电能调度等工作。
同时,智能电表还可以提供电能使用统计,帮助用户了解自己的用电情况,实现能源管理的目标。
应用智能电表在电力行业的应用已经逐渐普及,并且逐渐渗透到各个领域。
以下是智能电表的一些应用场景:1. 电力公司电力公司可以使用智能电表实时监测用户的用电情况,实现精确的电费计算和电能调度,提高电力公司的运营效率。
2. 居民住宅智能电表可以为住户提供电能使用情况的实时监控,帮助他们了解自己的用电习惯,从而实现节能减排的目标。
3. 商业建筑商业建筑通常会有较高的用电需求,使用智能电表可以实现对电能的精确计量和用电数据的监控,实现用电成本的控制。
智能电能表概述

智能电能表概述一.定义随着微电子技术的不断发展,集成了CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。
以单片机为主体,将计算机技术与测量控制技术结合在一起,又组成了所谓的“智能化测量控制系统”,也就是智能仪器。
其中传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关;由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中;单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等);运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时单片机把运算结果与存储于片内闪速存储器或电可擦除存贮器内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。
此外,智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据,通过串行通信将信息传输给上位机——PC机,由PC机进行全局管理。
智能电能表就是智能仪器的其中一种。
智能电能表是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成,具有电能量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。
智能电表通过用户交费对智能IC卡充值并输入电表中,电表才能供电,表中电量用完后自动拉闸断电,从而有效地解决上门抄表和收电费难的问题。
并对用户的购电信息实行微机管理,方便进行查询、统计、收费及打印票据等。
智能电表较普通机械式电能表有着计量更精准、智能扣费、电价查询、电量记忆、余额报警、信息远程传送的优势。
对电力公司而言,采用智能电表可省去人工抄表的成本,并且减少窃电的损失。
除此之外,电力公司利用智能电表取得客户的用电量资料后,再用Internet的方式实时回传给用户参考,客户可据以分散用电的时间(因尖峰时段费率高),作电力使用的管理,达到节省电费成本的效益。
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智能电表实时时钟技术综述
智能电表实时时钟技术综述
摘要:高精度实时时钟芯片/模块作为智能电表中重要的功能模块,近年成为智
能电表领域中的研究热门。
其具有低功耗、高计时精度的特点,是智能电表中伴随整个电表寿命的模块。
围绕智能电表领域近年来对实时时钟性能和技术的研究,对实时时钟技术进行分析,主要包含晶体封装在芯片内部、晶体作为芯片外部分立元器件、无晶体实时时钟等方面。
关键词:智能电表;实时时钟;晶体;ADC;全温区
0引言
实时时钟(Real-Time Clock,RTC)在智能电表中具有重要的作用,其为电能表
计费、计时,以及在此基础上的智能化功能提供了精准的时间保障。
通常的实时时钟芯片需要在电表的市电环境和电池环境下都可以正常可靠地工作,所以其功耗的高低、工作电压范围对电表寿命有较大影响;同时在实现智能电表的功能例如远程抄表、分时电价等方面,需要时钟有极高的精准度;由于电表的应用环境分布于我国的大江南北,气候带跨度较大,在这种环境中需要芯片具有全温区工作的能力。
国网智能电表对于实时时钟芯片、模块的需求每年在六千万以上,产值约为两亿元人民币。
所以对实时时钟技术的研究具有很高的价值及意义。
1实时时钟技术发展现状
实时时钟(Real-Time Clock,RTC)技术最早由32.768kHz晶体振荡器[1]模块衍生而来,很多研究致力于对BT-Cut晶体进行温度补偿,以达到高精度的实时时钟,由于BT-Cut32.768kHz晶体具有类抛物线型的温度曲线,所以很多研究围绕对晶体温度曲线的补偿展开;由于通常的RC振荡器以及其他形式的模拟自激发振荡器在频率的精度方面都有较大差异,难以将低频振荡电路调整到ppm(Point per Million)数量级的频率精度,因受半导体工艺影响较大,振荡器本身的工业生产会存在较多问题,同时需要较高的封装测试成本维持量产良品率,所以CMOS工艺RC振荡器在高精度RTC设计中一直未被广泛采用。
MEMS振荡器在近些年开始发展,逐步针对RTC进行设计,但产品的成熟性还有待验证[2-3]。
智能电表中RTC主要负责提供高精准度的时钟以及基本的日历功能,目前RTC时
钟会用于分时计费和远程集抄系统的计时功能中,其1Hz需要的精度约为±10ppm,
如果误差大于此值,对电能的分段计费或超标过程中产生的电量数据将不准确,由此带来的误差对用户或供电单位都可能造成较大的损失,所以智能电表对RTC的精度要求
是较高的。
智能电表在不接入电网运行,或在运行中停电时,其正常运行的电能是由电表中的电池提供的,RTC是断电情况下依然要保证正常工作的部分,所以对其功耗要求亦较为严苛。
1.1基于晶体温度补偿技术的RTC技术
由于晶体自然特性,其具有较高的频率稳定性,在施加相同外界电压下,其本征震荡频率由晶体的厚度和切割角度相关,其中32kHz晶体振荡频率精度随温度变化曲线。
图1中AT-Cut晶体曲线温度变化最小,在全温区(-40℃~+85℃)的变化可
以在±50ppm附近,但是其曲线为三次曲线,且曲线形式通常不单一,部分晶体的温度曲线会较为接近双曲曲线,使补偿电路算法复杂,不利于批量生产。
所以在进行高精度温度补偿RTC设计中,通常不会采用AT-Cut晶体。
通常用于RTC设计的晶体为BT-Cut晶体,其制造与AT-Cut类似,虽然温度曲
线在全温区有较大变化,但是不同的晶体个体都有相似的抛物线温度曲线,所以在温度补偿的过程中,可以由简单的二次表达式获得温度曲线。
针对晶体的补偿方式通常从两方面出发:(1)恒定晶体的温度环境,即使芯片内的晶体处于一个稳定的温度环境内,通常BT-Cut晶体在25℃±5℃范围内,通常具有±3ppm的误差水平,所以如果通过保持晶体振荡器中晶体的工作环境温度稳定,即
可以一定程度上保证时钟输出的稳定。
但是对晶体恒温的方式通常除了需要功耗较高的温度传感器外,还需要较大功耗的温控部分,这在追求低功耗高精度的时钟方面有较大
的功耗问题。
(2)还可针对与芯片封装在一起的晶体的温度曲线偏差对晶体振荡器进行补偿[4],这是目前最常见的晶体振荡器RTC的制作方法。
但是补偿的复杂度较高,芯
片生产成本偏高,且后期没有能够降低成本的方式。
近几年,晶体外置的技术逐渐出现在市场上,主要特点为芯片产品成本低,晶体与芯片放置在PCB相邻近的位置,但由于其晶体振荡器受PCB寄生参数影响较大,所以
其产品稳定性较差,振荡器精度受工作环境影响大,整体模块可靠性与芯片封装可靠性相比较低;晶体与芯片内的温度传感器距离温度较远是这类晶体外置型振荡器的另一个问题,会造成感知温度与晶体温度差距较大,容易存在温度补偿不准确的问题。
且其使用方式复杂,同时对晶体的要求较高,使晶体和电表的生产成本上升。
1.2基于MEMS技术的RTC技术
随着MEMS振荡器的技术成熟,MEMS振荡器在近几年逐渐广泛应用[2],MEMS 的特点为利于集成和频率可调整,容易在单芯片中做成多频率可调整的振荡器,且通用性较好。
一个典型的MEMS振荡器结构。
图2所示是一个可调折叠插指电容结构的MEMS振荡器,电路部分形成了一个基本的振荡器。
这样的结构特点为面积小,利于集成在芯片内部,同时由于梳状振荡腔体可调节,所以对片上集成电容的依赖程度小,将大大减少芯片的面积,节省RTC芯片成本。
但是MEMS振荡器的温度相关性较大,在高低温度区段分别有较大的频率误差,在RTC设计中,对温度传感器的要求较高,这样的设计在生产调试过程中容易出现良品率不高的问题。
同时由于MEMS技术的产品通常是基于硅基半导体工艺获得,没有晶体相对对压力和湿度敏感的特性,所以MEMS工艺的振荡器特性较为统一,且产品易于与CMOS 工艺的补偿电路部分共同封装为RTC芯片产品,对于封装良品率会有提高,同时生产制造的成本会有一定下降。
不过目前由于MEMS工艺本身的成本尚与晶体制造工艺相比有一定的价格劣势,所以其产品竞争力往往同晶体振荡器制造的RTC产品相当。
1.3基于模拟振荡器技术的RTC技术
上述的RTC实现方式中,都需要外接分立元件形成最基础的振荡器模块,并对振荡器进行温度等方面的补偿。
为了解决外接分立元件对芯片封装带来的困难,同时较高精度的温度传感器技术同样阻碍了RTC精度的提升,针对RTC低频率以及低功耗的基本要求,张弛振荡器(ROSC)也逐渐被应用到设计智能电表RTC中来[5-9],其原理。
但是目前张弛振荡器的震荡精度无法与晶体振荡器相媲美,在精度上有数量级的差距,这主要是由于张弛振荡器电路中比较器的失配和电路延时不同造成的。
目前有很多针对张弛振荡器这个特点的研究,对张弛振荡器中比较器的补偿也是目前技术研究的热
点[9],在研究中张弛振荡器的功耗和频率精度都有较大提高,但是与智能电表对RTC
的要求尚有一定距离,还需要通过新的补偿机制使频率稳定性有较大突破。
这是目前在传统微电子工艺下能够获得较稳定低频输出的最佳手段之一。
2各类技术性能比较
目前RTC技术中较为成熟的技术为针对晶体振荡器的温度补偿技术,但是其他技术也各有优劣,表1详细比较了不同技术所设计的RTC模块的特点。
3智能电表RTC技术展望
3.1MEMS振荡器
随着MEMS器件成本的下降,其易于集成和频率可调的优势会越来越明显,随着工艺的进步,MEMS振荡器的频率稳定性会进一步突出,将成为晶体振荡器的有利挑战者,同时基于MEMS振荡器的RTC应用将越来越多。
3.2具有补偿结构的张弛振荡器
张弛振荡器作为基本的模拟振荡器,尚存在受温度和工艺影响偏大的问题,目前对其RTC应用的精度不高,如果需要达到智能电表的目标精度,还需要对振荡器精度进行改进,以达到高精度的时钟输出。
3.3脱离RTC模组的其他智能电表授时机制
随着电表的应用越来越多,其中包括载波模块在内的通信模块也将越来越多,通信精度带来的信号延时误差将被缩小,将能够达到足够高的计时精度,此时通过多次调取
授时中心的时间,将能够满足电表对高精度时钟的需求,所以以其他模块代替RTC也是十分可行的。
4结论
基于目前智能电表对实时时钟的基本技术需求,对高精度以及低功耗RTC模块的
要求是较为苛刻的,所以目前主流技术还是会采用晶体振荡器或MEMS振荡器设计,
这在主流技术中占据了主导地位,从智能电表市场上也得到了相应的反应。
相对于晶体振荡器技术的成熟,MEMS振荡器有其易于封装生产的特点,但是其温度特性相对于晶体振荡器对电路部分提出了更高的要求,这同时也是一个技术门槛,在将来的RTC设计中,MEMS器件的成本将会进一步下降,同时随着技术的发展,其应用也将越来越为广泛。
张弛比较器等纯微电子技术的RTC对研究者的诱惑力是非常大的,因为这将抛弃独立元器件,真正在CMOS工艺中直接设计制造出RTC模块来,其成本在未来最有优势。
但是目前大多处于对张弛振荡器实时时钟技术的研究阶段,对于比较器以及外围电路的补偿与RTC电路低功耗的要求背道而驰,如何对电路进行优化并找到合适的技术突破点将是这种方案面临的最大难题,这将是未来实时时钟技术的一个重要方向。